Cada hipótesis realizada por los científico, y reconocida por la comunidad científica mundial, de cómo estaba constituido el átomo, se lo denomina modelo atómico.
Así se conocen los modelos atómicos de Dalton, de Thomson, de Rutherford, de Bohr, etc.
MODELO ATÓMICO ACTUAL
ESTRUCTURA GENERALDEL ÁTOMO
Todo aquello que sea materia está formada por partículas representativas y a su vez ellas están formadas por átomos o provienen de él.
Conceptos de átomo:
*El átomo es la menor porción de materia aislable.
*El átomo es la menor partícula en que se puede separar (dividir) un elemento sin que pierda sus propiedades.
Se conocen aproximadamente 120 átomos diferentes. El diámetro y masa es diferente entre ellos.
El diámetro promedio del átomo es de0,0000001 mm ;y la masa promedio es de
0,000000000000000000000001g.
Para tener una mejor idea del tamaño de un átomo pensemos en lo siguiente, si al átomo lo consideramos de forma esférica, en 1 mm entrarían 10.000.000 de átomos colocados uno al lado del otro.
Excepto el de hidrógeno, el átomo está formado por 3 partículas distintas, llamadas partículas subatómicas, estas son los :protones , electrones y neutrones.
Los neutrones son pequeñas partículas que poseen masa pero no carga eléctrica. Los protones poseen masa similar a la de los neutrones y una carga eléctrica positiva. Los electrones son las partículas de menor masa de las tres (1836 veces menor) y posee una carga eléctrica negativa.
El siguiente es un esquema de las tres partículas, aunque no esté en escala dado que el electrón es muy chico comparado al protón y el neutrón :
De las tres partículas subatómicas, los protones y neutrones están juntos en el centro del átomo formando el núcleo, mientras que los electrones se encuentran girando alrededor del átomo.
Cada átomo está formado por una cantidad distinta de protones y electrones, además de neutrones. Por ej.:el átomo de HELIO está formado por 2 protones, 2 electrones y 2 neutrones ; en cambio el átomo de "LITIO" está formado por 3 protones, 3 electrones y 4 neutrones; el átomo de BERILIO está formado por 4 protones, 4 electrones y 5 neutrones.
Podemos verlo en una tabla:
HELIO
LITIO
BERILIO
Número de protones
2
3
4
Número de electrones
2
3
4
Número de neutrones
2
4
5
En el núcleo la única carga eléctrica que hay es la positiva proveniente de los protones, y como partículas de igual carga eléctrica se repelen, los protones deberían estar totalmente desparramados, sin embargo los protones y los neutrones se encuentran atraídos todos juntos en el centro del átomo (núcleo) debido a la existencia de una gran fuerza denominada “fuerza nuclear" que los mantiene muy juntos entre todos ellos. Dicha fuerza puede ser liberada cuando el núcleo es golpeado por neutrones que se desplazan a altas velocidades, principio de la bomba atómica.
En el esquema, la relación de diámetros del núcleo y del átomo no es la correspondiente a lo real, dado que el diámetro del núcleo es 10.000 veces más pequeño que el del átomo. En un esquema es imposible encontrar una escala adecuada para representarlo correctamente.
Si quisiéramos realizar un esquema del átomo de HELIO (formado por 2 protones, 2 electrones y 2 neutrones), sería:
A las partículas contenidas en el núcleo se las denominan “nucleones”, es decir que a los protones y neutrones se los denomina nucleones. Del esquema del Helio de arriba, el átomo posee 4 nucleones.
Una observación importante es que en todo átomo, el número de protones que hay en el núcleo siempre coincide con el número de electrones. Debido a ello, el número de cargas positivas (proveniente de los protones) y el número de cargas negativas (proveniente de los electrones) se anulan entre sí quedando el átomo, en su conjunto, con carga eléctrica neutra, es decir sin carga eléctrica. Esto ocurre en todo átomo.
En cuanto a los neutrones, su número generalmente no coincide con el de las otras partículas, puede ser igual o mayor pero no menor.
En el HELIO las 3 partículas coinciden, pero en el LITIO y el BERILIO vimos que coinciden los protones y electrones pero no los neutrones (ver tabla).
La masa de todo el átomo está dada prácticamente por la masa del núcleo, dado que en él se encuentran los protones y los neutrones quienes poseen una masa similar entre sí y 1836 veces mayor a la de los electrones que se encuentran fuera del núcleo.
Un esquema general del átomo, por ahora sería asi:
Podemos llegar a determinar la cantidad de cada partícula subatómica de cualquier átomo, pero para ello necesitamos conocer algunos conceptos.
En primer lugar, todos los átomos conocidos están representados en una tabla denominada TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS.
Cada elemento de la tabla posee una serie de datos, entre ellos están : el número atómico y la masa atómica o mal llamada peso atómico.
Observalaclavedelatabla
DEFINICIONES:
1º) NÚMERO ATÓMICO (Z)
Dicho número indica la cantidad de protones que posee el átomo. Se lo representa con la letra “Z”. Figura en la tabla periódica.
El número atómico (la cantidad de protones) determina a que elemento pertenece el átomo
2º) UNIDAD DE MASA DEL ÁTOMO
Para medir la masa de personas utilizamos el Kilogramo-masa o simplemente Kilogramo (Kg), para los camiones las toneladas (Tn), para cocinar utilizamos la unidad gramos (g), en medicina generalmente se utiliza el miligramo (mg). Pero esto no significa que no podamos medir la masa de una persona en toneladas, o en miligramos, o en gramos; lo mismo ocurre con la masa de un camión o la masa de un alimento o la de una sustancia usada en medicina, a todas ellas la podemos medir en cualquiera de las unidades mencionadas, pero usamos la unidad adecuada para que el valor numérico no sea ni muy chico ni muy grande.
Los átomos son partículas muy pero muy pequeñas cuya masa oscila en1x10-30 kgo sea :
0,000000000000000000000000000001 kg ,por lo tanto la unidad“Tn” ,“Kg” , “g” , y ni aún “mg” son acordes emplearlas en los átomos, esto hace necesario establecer una nueva unidad de masa para emplearla en los átomos. Ejemplo: la masa de un átomo de carbonoposee una masa de 1,9926482 . 10-29 g ó1,9926482 . 10-26 mg
La unidad de masa que se eligió es la UNIDAD DE MASA ATÓMICA (UMA).
La relación entre la UMA el el gramo es la siguiente:
1 UMA es:1,6605402 . 10-24 g
A partir de esta unidad se determina la masa de todos los átomos de cada elemento comparando la masa de cada átomo con la UMA, siendo esta última menor a la de cualquier átomo conocido.
Ejemplo: al comparar la masa de un átomo de Aluminio con la UMA da que al átomo de Aluminio es 26,9815 más pesado que la UMA.
*Este valor de masa que se obtiene para cada átomo se lo denominaMASAATÓMICARELATIVA (Ar), debido a que son masas comparativas.
3º) MASAATÓMICARELATIVA (MAr ó Ar)
La masa atómica relativa de un átomo es un valor numérico que nos indica cuantas veces es mayor la masa de un átomo con respecto a la UMA .
A las masas atómicas relativas las podemos considerar como adimensional (sin unidades) debido a que indica el número de veces que la masa de un átomo es mayor a la UMA. O bien se puede considerar como unidad la UMA.
Ejemplo del Berilio:su Masa Atómica Relativa (MAr) es 9,0122 ; o bien podemos decir que la masa de un átomo de Berilio es de9,0122 UMAs.
4º) NÚMERO MÁSICO (A)
Indica la cantidad de todas las partículas que hay en el núcleo, esto es, la cantidad de protones más la de neutrones.
El número másico se obtiene redondeando a número entero la masa atómica. No figura en la tabla periódica, por lo tanto hay que determinarlo.
Para el Azufre, tenemos:
MAr = 32,064 por lo tanto redondeando obtengo el número másico (A)A =32
Siendo el número atómico (A) del AZUFRE 32 , sabemos que en el núcleo del azufre hay 32 partículas subatómicas, es decir que la suma de protones más la de neutrones da 32.
p + n =32 ,conociendo la cantidad de protones (igual a Z) despejo el número de
neutrones:n = 32 - p
Del ejemplo del Azufre, 32 es igual a “A”yla cantidad de protones “p” es igual al número atómico “Z”, reemplazando nos queda:
n =A-Z
Fórmula1
El número de neutrones lo podemos determinar por medio de la diferencia entre el número másico (A) y el número atómico (Z) .
Veamos como utilizamos estos conceptos para saber la cantidad de partículas subatómicas (protones, electrones y neutrones) que contiene el átomo del elemento FLÚOR.
Queremos saber cuantos protones, electrones y neutrones posee el átomo de FLÚOR.
Entonces, sabemos que si Z =9 , esto significa que el átomo
tendrá 9 protones. Y si un átomo tiene 9 protones también
9
F
Flúor
18,9984
tendrá 9 electrones para igualar la carga eléctrica.
Z =9
9 protones
9 electrones
Luego con la masa atómica obtengo el número másico.
MA =18,9984redondeando obtengoA= 19
Conociendo el número másico, obtengo el número de neutrones utilizando la fórmula 1. n = A - Z ; n = 19 - 9 = 10 9 protones
9 electrones
10 neutrones
5º) ÁTOMOS SON IGUALES, si poseen igual cantidad de cada partícula subatómica: protones, electrones y neutrones.
6º) Dos o más átomos son denominados ISÓTOPOS si poseen igual cantidad de protones y electrones pero distinta cantidad de neutrones. Por lo tanto tendrán el mismo número atómico (Z) pero diferente masa atómica (MA) y número másico (A).
